مواد هدفمند )fgmها)، مواد مرکبی هستند که تغییرات خواص در آنها تدریجی صورت می پذیرد. این امر، ناشی از تغییرات پیوسته درصد حجمی نسبی اجزاء سازنده آنها در راستاهای مختلف می باشد. fgmها در کاربردهایی که در شرایط کاری بسیار سختی هستند، عملکرد مناسبی از خود بروز می دهند. از این شرایط سخت، می توان سفینه های فضایی، لوله های مبدل حرارتی و اجزاء موتور را نام برد. دو حوزه مهم گسترش و توسعه چنین موادی، تحلیل و بهینه سازی آنهاست. بدین منظور در این پایان نامه، روش های تحلیل اجزاء محدود ورق های نازک و ضخیم fgm در شرایط مرزی مختلف و سپس بهینه سازی آنها برای عملکرد در فرکانس طبیعی بیشینه و وزن کمینه و همچنین خیز کمینه و وزن کمینه مورد بررسی قرار گرفته است. فرمولاسیون ارایه شده برای ورق ها بر اساس سه تیوری کلاسیک، تغییر شکل برشی مرتبه اول و تغییر شکل برشی مراتب بالاتر صورت پذیرفته است. نتایج حاصله از روش اجزاء محدود به وسیله شبکه های عصبی شبیه سازی و در نهایت برای بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. بهینه سازی برای مدل های توزیع مختلف شامل fgmهای قانون توانی و دو لایه انجام شده است و ضرایب مشخصه بهینه برای هر یک به دست آمده است. تاثیر عواملی چون محل قرارگیری لایه میانی در fgmهای دو لایه و جنس هر لایه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تاثیر انتخاب ضرایب وزنی توابع هدف برای شرایطی که امکان تصمیم گیری توسط طراح وجود دارد، تجزیه و تحلیل شده است.